一种自动树木刷白机控制装置的制作方法

本发明涉及自动控制领域，具体地讲，涉及一种自动树木刷白机控制装置。

背景技术：

树木刷涂石灰对于树木有着重要意义，不仅可以减少病虫害的发生，对树木具有保护作用，而且十分美观，有一个很好的视觉效果。传统刷树采取人工拿刷子刷树方式，不仅劳动强度大，而且效率低，实际刷树工作中迫切需求用机器来代替人工刷子刷树。自动刷树机装置能实现树木自动刷涂，降低了工人劳动强度，并提高了刷树效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种自动树木刷白机控制装置，方便控制树木进行刷白工作。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种自动树木刷白机控制装置，包括装置本体中央控制单元，其特征是：所述装置本体中央控制单元分别连接电机驱动模块、传感器模块和主机无线通信模块，所述主机无线通信模块与遥控器无线通信模块通信，所述遥控器无线通信模块与遥控器中央控制单元连接，所述遥控器中央控制单元连接显示器模块和按键模块。

作为对本技术方案的进一步限定，所述中央控制单元以stm32f103zet单片机为控制器。

作为对本技术方案的进一步限定，所述电机驱动模块包括喷头移动电机驱动模块和直流减速电机驱动模块，所述喷头移动电机驱动模块包括喷头移动电机信号输入接口和三个l298n电机驱动芯片，所述直流减速电机驱动模块包括直流减速电机信号输入接口和电机驱动芯片btn7971。

作为对本技术方案的进一步限定，所述l298n电机驱动芯片的5、7、10、12引脚分别连接所述stm32f103zet单片机，所述l298n电机驱动芯片的6、11引脚均接入+5v逻辑电平，所述l298n电机驱动芯片的2、3、13、14号引脚分别与喷头驱动电机连接，所述电机驱动芯片btn7971的2号引脚分别与芯片74ls244的3号和7号引脚相连接，所述芯片74ls244的17、13号引脚连接所述stm32f103zet单片机，所述芯片btn7971的4号、8号引脚连接直流减速电机。

作为对本技术方案的进一步限定，所述传感器模块包括直径测量传感器模块、压力传感器和电池电压传感器，所述直径测量传感器模块由三个超声波传感器共同组成。

作为对本技术方案的进一步限定，所述主机无线通信模块采用主机nrf24l01无线通信模块，所述遥控器无线通信模块采用遥控器nrf24l01无线通信模块。

作为对本技术方案的进一步限定，所述显示器模块包括oled显示屏及其驱动模块。

现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的装置本体中央控制单元用于处理传感器反馈的信号，给电机驱动模块发送信号，驱动伺服电机工作；电机驱动模块接收装置本体中央控制单元发送的信号并根据信号产生不同的pwm驱动信号；传感器模块用于检测树木直径以及涂料桶内压力大小；主机无线通信模块与遥控器实现远距离通信；遥控器无线通信模块与装置本体中央控制单元进行通信，对装置实现远距离遥控；遥控器中央控制单元控制无线数据的收发以及oled显示器的数据显示；显示器模块用于显示树木直径数据以及涂料桶内压力值；按键模块用于向遥控器中央控制单元发送指令，控制装置工作；本发明所述的自动树木刷白机装置控制系统，具有功率低、稳定性高、便于操作、安全性高等优点。

附图说明

图1为本发明实施例的总体结构示意图；

图2为本发明实施例的装置本体电源模块示意图；

图3为本发明实施例的遥控器电源模块示意图；

图4为本发明实施例的喷头移动步进电机驱动模块示意图；

图5为本发明实施例的l298n电机驱动芯片的电路示意图；

图6为本发明实施例的直流减速电机驱动模块示意图；

图7位本发明的芯片74ls244的电路图。

图8为本发明实施例的电机驱动芯片btn7971的电路示意图；

图9为本发明实施例的传感器模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1-图9所示，本装置包括装置本体中央控制单元，所述装置本体中央控制单元分别连接电机驱动模块、传感器模块和主机无线通信模块，所述主机无线通信模块与遥控器无线通信模块通信，所述遥控器无线通信模块与遥控器中央控制单元连接，所述遥控器中央控制单元连接显示器模块和按键模块。电源模块包括装置本体电源模块和遥控器电源模块，分别由锂电池以及稳压电源模块组成，用于给整个控制系统供电；装置本体中央控制单元使用stm32芯片作为中央控制器，用于处理传感器反馈的信号，给电机驱动模块发送信号，驱动伺服电机工作；所述电机驱动模块接收装置本体中央控制单元发送的信号并根据信号产生不同的pwm驱动信号；传感器模块用于检测树木直径以及涂料桶内压力大小；主机无线通信模块使用nrf24l01芯片，与遥控器实现远距离通信；遥控器无线通信模块使用nrf24l01芯片，与装置本体进行通信，对装置实现远距离遥控；遥控器中央控制单元使用stm32芯片作为中央控制器，控制无线数据的收发以及oled显示器的数据显示；显示器模块选用oled显示器，用于显示树木直径数据以及涂料桶内压力值；按键模块由微动开关焊接而成，用于向遥控器中央控制单元发送指令，控制装置工作；

所述电机驱动模块包括喷头移动电机驱动模块和直流减速电机驱动模块，所述喷头移动电机驱动模块包括喷头移动电机信号输入接口和三个l298n电机驱动芯片，所述直流减速电机驱动模块包括直流减速电机信号输入接口和两片电机驱动芯片btn7971；喷头移动步进电机使用三个l298n芯片通过输出不同时序的pwm信号电压分别进行控制，如图8所示，其中l298n的5、7、10、12引脚分别用于接受单片机输入的逻辑电平信号，6、11号引脚均接入+5v逻辑电平，使能电压输出接口，2、3、13、14号引脚分别与步进电机相连接，如图5所示；直流减速电机工作功率较大，因此采用大功率的电机驱动芯片btn7971进行驱动，如图8所示，一个直流电机需要两片btn7971驱动，两片btn7971的2号引脚分别与74ls244的3号和7号引脚相连接，这里74ls244起到隔离的作用，防止单片机烧毁，单片机将pwm信号输入给74ls244的17、13号引脚，通过向输入pwm信号的不同，即可控制btn7971的4号、8号引脚输出的电压，从而控制直流减速电机的转速，直流减速电机有两个，分别为上下移动装置直流减速电机和装置行走直流减速电机。

所述传感器模块包括直径测量传感器模块、压力传感器和电池电压传感器，所述直径测量传感器模块由三个超声波传感器共同组成，通过三个超声波传感器返回的距离值可以计算出树木直径，三个所述超声波传感器通过串口与所述中央控制单元通信，分别将距离信息传递给中央控制单元；压力传感器通过气管与料桶连通，根据涂料桶内部压力变化，实时将当前桶内压力值信息传递给stm32单片机，单片机根据反馈来的信息，对气泵调整，使桶内压力值稳定在设定值；电池电压传感器，用于实时检测反馈自动树木刷白机装置本体的电池电压，提醒使用者及时对电池进行充电；传感器模块组成如图9所示。

所述主机无线通信模块包括主机nrf24l01无线通信模块，由nrf24l01芯片连接上外围电路组成，用于与遥控器无线通信模块进行通信，主要用于接收遥控器发送过来的控制指令以及发送自动树木刷白机装置本体的检测到的树木直径、涂料桶内压力值、电池电压值给遥控器，遥控器通过显示器模块将以上信息显示出来；

所述遥控器无线通信模块包括遥控器nrf24l01无线通信模块，由nrf24l01芯片连接上外围电路组成，用于与自动树木刷白机装置本体无线通信模块进行通信，将控制指令信息发送给主机无线通信模块，自动树木刷白机装置本体根据接受到的信息产生与指令匹配的响应。

所述遥控器中央控制单元由stm32芯片配合外围电路制成，用于驱动显示模块，接受按键模块信号，向自动树木刷白机装置本体发送控制指令。

所述显示器模块包括oled显示屏及其驱动模块，用于显示树木直径，涂料桶内压力值，电池电压值，装置工作模式等信息。

所述按键模块包括按键组件，安装于遥控器上，通过不同按键的配合向自动树木刷白机装置本体发送不同的控制指令。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。